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《物聯網與云計算》一書,嘗試從物聯網和云計算融合發展角度,去介紹相關的云計算技術以及云計算的服務模式。本書闡述了云計算是物聯網發展的基石,物聯網融合云計算發展,將深刻改變我們的未來的觀點,并以多個經典案例分析,闡述了云計算將成為物聯網發展所必須的IT基礎設施,云計算是物聯網進行海量數據處理和分析的大腦,云計算平臺將成為物聯網業務的管理和運營平臺,造就物聯網海量應用的長尾效應并形成物聯網應用良性發展的健康產業生態系統的發展趨勢。
目錄
第1章云計算是物聯網發展的基石
1.1從互聯網到物聯網
1.2云計算是物聯網的基石
1.3物聯網的國內外發展趨勢
1.3.1物聯網應用的整體發展情況
1.3.2全球的物聯網應用處于起步階段
1.3.3發達國家處于領先地位
1.3.4我國物聯網應用初創待發
1.3.5物聯網應用的發展趨勢
1.4物聯網的發展深刻影響未來
第2章云計算的起源
2.1 Animoto的創業故事
2.2云計算是當今的熱門名詞
2.3云計算在中國
2.4云計算的前世今生
2.4.1高高在上的大型計算機時代
2.4.2合久必分:PC時代的到來
2.4.3分久必合:互聯網讓PC合在了一起
2.4.4合中有分,分中有合:云計算時代來臨
第3章云計算的概念和特點
3.1云計算概念
3.2云計算的分類
3.2.1公有云和私有云
3.2.2 XaaS
3.3云計算的特點和優勢
3.3.1快速滿足業務需求
3.3.2低成本、綠色節能
3.3.3提高資源管理效率
3.4云計算與網格計算
3.5云計算中心和超算中心
3.6 Google云計算成功的秘訣之一
3.6.1 Google的蛻變
3.6.2一個簡單的想法
3.6.3順利啟程
3.6.4 MapReduce
3.6.5初見成效
3.6.6幸運女神的降臨
第4章云計算的服務形式和商業模式
4.1云平臺和云服務
4.1.1云平臺
4.1.2 Google App Engine
4.1.3云服務
4.2云計算的典型商業模式
4.2.1 Google在互聯網領域的神話依賴于PaaS
4.2.2 Amazon的商業模式創新全面啟動了IaaS服務
4.2.3 SalesForce.com的成功源于SaaS
4.3典型的云計算應用
4.4云計算的商業模式的成功秘密
4.4.1海量用戶支持、良好用戶體驗促成互聯網后向收費模式的成功
4.4.2“人人是服務的使用者”,“人人是服務的提供者”
4.4.3對大規模用戶的海量數據計算成為可能
4.4.4 IT服務設施從硬件依賴轉向軟件依賴
4.5云計算的優勢
4.6云計算的社會價值及其影響
4.6.1云計算對電子信息產業的影響
4.6.2云計算的價值
第5章云計算關鍵技術和開源社區
5.1云計算技術框架概述
5.2虛擬化技術
5.2.1什么是虛擬化
5.2.2虛擬化技術的分類
5.2.3云計算機時代下的虛擬化技術
5.2.4虛擬化打開了云計算的大門
5.3海量分布式存儲技術
5.4并行編程模式
5.5數據管理技術
5.6分布式資源管理技術
5.7云計算平臺管理技術
5.8云計算是一種多粒度和變粒度的計算
5.9綠色節能技術
5.10云計算和開源社區
5.10.1虛擬化平臺軟件Xen與KVM
5.10.2云基礎設施管理平臺Eucalyptus與OpenNebula
5.10.3分布式計算框架Hadoop
5.10.4云平臺訪問接口適配層libcloud與Dasein Cloud API
5.10.5開源精神
第6章云計算的產業現狀和發展
6.1云計算的產業現狀
6.2云計算產業市場分析
6.2.1美國市場走向成熟
6.2.2國內市場政府推動,喜中有憂
6.2.3現狀原因:供給匱乏,需求乏力
6.3云計算的未來發展
第7章云計算數據中心及其度量維度
7.1云計算發展迅猛,市場初具規模
7.2云計算對數據中心建設帶來挑戰和機遇
7.3國外先進云計算數據中心
7.3.1 Google云計算數據中心的最佳實踐
7.3.2 Facebook的綠色數據中心
7.4云計算數據中心的構建
7.4.1電子郵箱服務中心的構建
7.4.2搜索服務中心的構建
7.4.3視頻服務中心的構建
7.4.4云存儲服務平臺的構建
7.5粗略評價數據中心健康性的5個指標
第8章云計算和物聯網的關系
8.1云計算是物聯網最具成本優勢的IT基礎設施
8.2云計算是物聯網最具計算力和存儲力的平臺
8.3云計算是物聯網數據挖掘的大腦
8.4云計算是構筑物聯網長尾效應的開放平臺
8.5云計算和物聯網融合發展
8.5.1物聯網和云計算融合發展第一階段
8.5.2物聯網和云計算融合發展的第二階段
8.5.3物聯網和云計算融合發展的第三階段
第9章云計算和物聯網融合應用案例
9.1云計算與無線城市
9.2云計算與交通物流
9.2.1智能交通
9.2.2智慧物流
9.3云計算與健康醫療
9.3.1醫療保健應用
9.3.2家庭社區遠程醫療監護系統
9.3.3醫院臨床無線醫療監護系統
第10章物聯網和云計算相融合的未來服務形式
10.1物聯網業務模式分析
10.1.1物聯網的商業機會
10.1.2物聯網的商業應用類型及其應用系統組網方式
10.1.3物聯網業務的商業運營模式和商業合作模式
10.1.4物聯網的商業模型
10.1.5國內外運營商分析
10.2當前物聯網應用模式所存在的問題及解決方案
10.2.1當前物聯網應用模式所存在的問題
10.2.2以云計算技術融合物聯網技術的物聯網應用解決方案的分析
【關鍵詞】云服務 智慧校園 云計算
目前,高校基本都已具備自己的校園網絡環境,規模也比較大,這就為智慧校園奠定了一定的網絡基礎。高校校園網絡環境往往是局限于內部的,所以在高校內部也會存在不同的網絡環境使得信息變得不利于流通,高校內部的信息和資源的互通成了搭建平臺的一大難題。為了更好的促進智慧校園的建設,必須要改變現有的資源分配情況,本文將討論利用云技術和虛擬技術構建校園云平臺,結合物聯網技術實現智慧校園的構建。
1 云技術及云計算
構建智慧校園,云計算和云服務是關鍵技術,所以我們要對云概念進行一定的了解。云計算和物聯網是兩個新興的概念,物聯網是建立在云平臺之上的一種應用模式。物聯網的發展很大程度上依托云平臺系統的不斷完善,云平臺為物聯網的發展提供了海量信息處理能力。同時,在云服務的基礎上,物聯網可以和傳統互聯網有機融合起來,是搭建智慧校園網絡平臺的基礎。
云計算技術的關鍵在于,通過分布式計算機將計算任務分解,而不是傳統本機計算或服務器計算模式,企業的數據中心運行模式則更像是互聯網計算,這讓企業能夠在應用中獲取所需資源,并根據計算要求來調整計算機和存儲系統。云是對網絡和互聯網的一個抽象,廣義的云是通過網絡實現的按需擴展服務,這種服務于很多軟件和網頁應用有關,這使得運算能力成為一個分布于網絡的概念,計算也成了流通與網絡的服務商品。云計算主要包括基礎設施服務IaaS、平臺服務PaaS和軟件服務SaaS三種,為不同的計算需求提供相應。
2 智慧校園
智慧校園的概念是從智慧地球延伸出來的,2008年IBM公司提出了智慧地球的概念,也受到了世界各國的認可和支持。我國在2010年由浙江大學在十二五規劃中提出了智慧校園的概念,這種全新的概念描述的是一種新時期的校園,通過網絡學生可以在校園內隨時隨地的學習,利用科研平臺提高資源共享,網絡教務平臺增強學校的管理能力,以及基于校園網絡的文化生活和便捷的校園生活。智慧校園的整體目標是,在云服務的基礎上,對學校進行智能化的管理,合理共享教育資源,實現公平教育和公平管理,提高學校的教育質量,為教育改革提供動力。
2.1 智慧校園的整體結構
2.1.1 智慧校園的建設框架
簡單來說,智慧校園的框架可以大致分為四層,分別是基礎層、應用層、應用支撐層和統一服務層。同時,為了智慧校園的安全性和通用性,還需要維護系統和信息標準系統進行約束和保護,作為智慧校園的周邊支撐。基礎層主要有互聯網和教育網組成,輔助3G/4G和WLAN無線網絡實現更加全面的網絡覆蓋,構建一個全校范圍的網絡環境。應用支撐層包括云服務平臺,認證平臺和外部資源接入平臺,主要為智慧校園提供各種服務支持。應用程包括教育管理功能、學生管理功能、教育管理功能和輔助功能等,通過網頁和客戶端的形式為教師和學生提供相關的交互服務,教師、學生和學校管理者可以通過計算機或者移動設備,成為智慧校園的用戶,并使用智慧校園提供的相關功能。另外,信息標準體系確保智慧校園內信息等擁有一個統一的信息標準,方便傳輸和信息的分布式處理。安全管理體系,確保智慧校園的信息安全,在使用外部資源時能夠避免網絡攻擊。
2.1.2 智慧校園的設計核心
智慧校園的核心是泛在網絡,傳統有線網絡模式很難實現全校園的網絡覆蓋,所以結合無線網絡WLAN,3G/4G移動網絡和WiFi網絡,實現無線網絡信號的全面覆蓋。除此之外,還要增加有線寬帶的網絡供應時長,通過SSID實現區域免費網絡使用,為云服務提供良好的環境。學校的私有云環境和電信服務商的共有云相結合,搭建更加全面的資源平臺,在一定區域內合理分配教育資源,拓展物聯網應用范圍,利用物聯網應用將移動設備和更多的應用模塊囊括進來,支持更多的社會資源。
2.1.3 智慧校園的預期實現
智慧校園將在很多方面改變校園的工作的方式和生活方式。對于學校的管理者來說,智能校園提供了基于全網的信息管理系統,更有助于高效的對學生信息進行管理。對于教師來說,在教育資源平臺中,教師可以獲取更多的教學資源,同時學習更多的先進的教學經驗,以此來提高教學水平,協助教師展開科學研究。對于學生來說,學習生活變的更加便捷,選課、評價以及反饋等,都可以通過網絡實現。對于培訓人員來說,培訓方式將從線上線下兩個方面展開,更有助于培訓的效果。
校園校務管理中很重要的一項就是學生的一卡通服務,學生在學校的生活可能涉及到很多卡和證件,將這些內容集中于一卡,實現校園內部的統一使用,大大降低了學生管理的難度。校園管理的監控和調度,也可以通過智慧校園平臺實現,集中的監控調度讓學校內部環境更加井然有序。校務辦公,通過網絡實現各類報表以及申請的批復,接觸了很多工作的空間和時間限制,大大提高了校務辦公的效率。在線學習平臺,讓學生可以在課堂外主動的進行又需要的知識獲取,將課堂資源上傳到云平臺中,方便學生的反復學習,提高學生的學習成績。
2.2 智慧校園的關鍵技術
2.2.1 關鍵技術概述
智慧校園主要涉及的專業技術有:計算機技術、傳感器技術、計算機網絡技術、網絡通信技術、虛擬現實技術、數據庫技術等。智慧校園應用的虛擬現實技術,將各類教學資源和管理對象抽象成可以通過網絡和計算機可以進行管理的內容,實現虛擬化的資源分配,使網絡計算負載更加平衡,提高整體的資源應用率。數據庫技術是智慧校園的基礎支持技術,對于學生的管理等都需要龐大的數據庫進行存儲,并且服務器要能夠并發處理大量學生的訪問,優化查詢。
另外,智慧校園的信息標準體系和維護體系是整個智慧校園的重要保障,信息標準體系在網絡環境下統一規范,為應用數據庫系統提供了保障,并且在大量數據的合并和取用更加安全。安全維護機制讓智慧校園始終處于正常的運行狀態,并且對重要的信息進行備份,關鍵時刻利用還原技術確保網絡和信息的安全。
2.2.2 校園云的構建
智慧校園的網絡構建,要在原始校園網的布局下,結合電信云平臺構建校園云環境,部署快相應快,整體運行效率高可靠。依托電信云平臺可以輕松部署大量的校園應用,打造一批學習、生活服務產品。通過校園的移動網絡平臺,引入外部教育資源和就業信息等等,改變校園網絡自閉的格局,構建更加開放的校園云環境。
2.3 智慧校園的應用
智慧校園的應用主要包括校園管理應用和校園生活應用兩個方面。校園管理包括學生課堂考勤、機房上機管理、圖書館管理、宿舍管理和教務信息的管理。校園生活應用包括消費系統、教務信息查詢系統、在線選課系統、校園新消息查詢新系統等。
2.3.1 校園生活應用
消費管理系統采用了RFID技術,使用統一的電子標簽卡和RFID讀寫設備,實現無現金的消費應用。電子標簽卡用于模擬消費金額量,將電子標簽卡與銀行卡或網絡支付接口綁定,就可以實現自動充值和消費。
學生考勤應用是日常教學活動中不可缺少的內容,通常學生的考勤情況都是有教師來完成的,但是統計過程占用課堂時間,不便于整體統一管理。利用考勤應用,在上課前用校園卡進行考勤登記,進入教室就已經完成考勤登記,課堂時間被更加高效的利用。
2.3.2 教學管理應用
日常教學管理工作借助統一的管理軟件,對教師、教室進行分配,教師也可以在登錄系統后進行自助申請,如果教室沒有被占用就可以進行使用,減少了申請教室的步驟,提高教學資源的利用率。同時,學生還可以通過教學管理系統對教師的教學進行評價,以此來獲取學生的反饋信息,對教師的評價將有利于促進教師提高教學質量。
智能化圖書館應用,利用物聯網將圖書館虛擬化處理,學生和教師就可以通過網絡,對所需書籍進行查詢和在線預約,方便教師和學生對書籍的取用。而且在數據庫技術的支持下,圖書館可以將書籍文獻進行更加科學的歸檔和分揀,提高教師和學生的檢索效率,方便圖書館的管理。
實驗室管理也是利用物聯網技術,對實驗室的使用情況進行監控,包括設備的使用情況都是通過物聯網進行實時等級的。在實驗室設置環境監控設備,能夠對實驗室的環境進行監控,方便定期的巡檢,預防實驗室的故障,方便維護。
2.3.3 協同辦公應用
智慧校園在云平臺的基礎上,能夠實現多終端的在線協同辦公。云服務本身就是基于云計算技術搭建的,所以在校園云的基礎上也可以進行協同辦公。在云平臺和數據庫的支持下,允許多終端互斥訪問請求信息,大大提高了學生管理部門的工作效率,也提高了管理資源的應用效率。
3 結束語
智慧校園在云服務的基礎上實現了校園管理的智能化,讓學生和教師都能有更加便捷的校園體驗。借助物聯網和虛擬化技術,將校園應用變得更加唾手可得,在校園內的活動都更加方便統一。同時,在云平臺提供的豐富接口的基礎上,也聚合了海量的網絡信息,教學資源平臺讓教師和學生擁有更廣的發展空間。當然,智慧校園也存在一定的問題,比如隱私安全和技術規范等,隨著計算機技術和云技術的不斷完善,這些問題也能夠引刃而解,智慧校園的建設也將成為未來的主流。
參考文獻
[1]呂倩.基于云計算及物聯網構建智慧校園[J].計算機科學,2011(S1).
[2]嚴大虎,陳明選.物聯網在智慧校園中的應用[J].現代教育技術, 2011(06).
[3]鄧趙紅,桑慶兵.物聯網在教育中的應用與思考[J].無錫職業技術學院學報,2010(04).
[4]嚴棟.基于物聯網的智慧圖書館[J].圖書館學刊,2010(07).
[5]王瑾.基于物聯網的實驗室管理技術[J].電腦知識與技術,2010(21).
[6]浦敏,李云飛,王宜懷.基于物聯網的無線照明控制系統[J].照明工程學報, 2010(02).
作者簡介
尹光輝(1976-),男,湖北省武漢市人。碩士學位。現為咸寧職業技術學院講師。主要研究方向為計算機網絡、物聯網技術。
陳瑛(1979-),女,湖北省咸寧市人。碩士學位。現為咸寧職業技術學院講師。主要研究方向為計算機應用、辦公自動化技術。
你是否夢想過,有一天,下班前,你通過電腦聯網,遠程控制家里的電飯煲工作,回家就能立刻吃上香噴噴的飯菜。
你是否夢想過,有一天,在上班路上,你通過手機上網,就可以提前打開辦公室的空調,一進辦公室就能感覺到適宜的溫度。
你是否夢想過,有一天,網購一件衣服,你通過網絡就能跟蹤這件衣服的運輸路徑和具置。
在物聯網時代,這一切絕非“空中樓閣”,它就在我們的現實生活中,給我們的生活帶來高效和便利。
物聯網技術是指把物品與互聯網連接,進行信息的交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡技術。通俗地講,“物聯網就是物物相連的互聯網。”我們可以從兩方面來理解物聯網:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡;第二,物聯網的用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間,進行信息的交換和通信。
1999年,中國就提出了物聯網的概念,不過,當時不叫物聯網而是叫傳感網。同年,中科院啟動了傳感網的研究和開發,與其他國家相比,我國物聯網技術的研發水平處于世界前列,具有同發優勢和重大影響力。
2005年11月27日,在突尼斯舉行的信息社會峰會上,國際電信聯盟(ITU)了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了物聯網的概念。
物聯網和傳統的互聯網相比有著鮮明的特征。
首先,物聯網需要廣泛的感知技術支持,需要通過各種信息傳感設備(如激光掃描技術、紅外線感應技術、射頻識別技術等)采集包括聲、光、熱、電、位置等在內的信息。
其次,物聯網需要與強大的智能技術結合。物聯網不僅僅提供傳感器的連接,其本身也具有智能處理能力,充分利用云計算、模式識別等智能技術,發展新的應用領域和應用模式。
物聯網時代的“敲門磚”
現在我們對物聯網的概念已經有了大致的了解,那么,我們如何才能邁入物聯網時代呢?進入物聯網時代需要具備幾個基本條件:
第一,物聯網技術的推廣需要IPv6技術的普及。在物聯網技術中,各種物品都需要與互聯網建立連接,這樣就需要給每個物品分配一個IP地址。傳統IPv4技術下的IP地址明顯不足。然而,在IPv6技術下,全球每平方米表面可以分配到約6×1016億個左右的IP地址,完全可以滿足物聯網技術對IP地址的要求。
第二,物聯網的推廣需要云計算技術的支持。早期的互聯網支持盡力而為的服務,其核心簡單、邊緣豐富;云計算提供社會化、集約化和專業化的信息服務,其網絡豐富、邊緣簡單、交互智能。云計算正促使信息技術和信息服務實現社會化、集約化和專業化,讓信息服務成為社會的公共基礎設施。我們將利用信息和信息技術精確地調控物質和能量,以提高資源利用率和加快轉變經濟發展方式。物聯網的興起就是最典型的證明,其中智能電網、智能交通最具代表性,而云計算則成為物聯網的基石。
第三,網絡傳輸速度需大幅度提升。隨著信息化技術的不斷發展,信息數量不斷增加,在物聯網背景下,信息量更是呈爆炸式增長。傳統網絡傳播介質的傳播速度緩慢、傳播效率較低,已經不能滿足信息化技術的需要。物聯網的大規模普及,必然需要克服傳統網絡傳輸速度的缺陷。這需要政府的宏觀政策支持,將“銅線寬帶”全面提升為“光纖寬帶”,使光纖通達千家萬戶,當然徹底改變傳輸介質是一項非常浩大的工程。
第四,成熟的智能化技術。前面提到,物聯網不僅僅是物品與互聯網的簡單結合,它還需要強大而成熟的智能技術的支持。如果無法達到智能化、自動化的目的,物品與網絡的連接也就失去了真正的意義和價值。我們以物聯網洗衣機為例,洗衣機連接網絡,需要達到的目的就是更智能化、自動化,使其擺脫或減少人工的介入。比如,洗衣機在洗衣服時,通過物聯網來判斷衣服是否已經洗干凈,通過掃描衣服上的污漬,洗衣機判斷需要添加多少洗衣粉,這些都需要智能技術的支持。如果無法實現智能化,物聯網洗衣機和傳統的洗衣機就不存在本質的區別了。其實,物聯網技術的本質就是人類社會由信息化向智能化的發展。
具備了以上幾塊“敲門磚”,相信我們很快就能迎來物聯網時代。
物聯網技術的具體應用
目前,物聯網的應用雖然還主要停留在概念認知階段,但它已經在少數幾個領域有了初步的運用。讓我們來看一下“物聯網”的現實運用狀況。
首先,物聯網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場的防入侵系統中得到應用。機場在防入侵系統鋪設了3萬多個傳感節點,覆蓋了地面、柵欄和低空探測,可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。不久前,上海世博會也與無錫傳感網中心簽下訂單,購買了1500萬元的防入侵微納傳感網產品。
其次,ZigBee路燈控制系統點亮濟南國際園博園。ZigBee無線路燈照明節能環保技術的應用是此次園博園的一大亮點,園區所有的功能性照明都采用了ZigBee無線技術達成的無線路燈控制。
再次,智能交通系統(ITS)是以現代信息技術為核心,利用先進的通訊、計算機、自動控制、傳感器技術,實現對交通的實時控制與指揮管理。交通信息采集被認為是ITS的關鍵子系統,是發展ITS的基礎,也是交通智能化的前提。無論是交通控制還是交通違章管理系統,都涉及交通動態信息的采集,因此交通動態信息采集成為交通智能化的首要任務。
然而,這僅僅是物聯網應用的冰山一角,在真正的物聯網時代,物聯網技術是隨處可見,從傳統重工業到傳統輕工業,從服務業到教育業,從工作到生活,幾乎所有的物品都可以通過聯網來實現其嶄新的功能。生產企業構建物聯網,機床可以通過網絡獲取產品銷量,來自動調節產品產量;大學構建物聯網,學生可以通過上網查詢每個自習室的空余座位;家居可以物聯網,無論在哪里,你都可以遠程了解家里情況,安排家庭生活。
物聯網時代到來日期的猜想
我們何時才能真正的進入物聯網時代?我們怎樣才算真正的進入物聯網時代?物聯網神秘面紗的后面卻是一團團的疑問之云。
云計算這個名詞來自于Google,而最早的云計算產品來自于Amazon。有意思的是,Google在2006年正式提出云計算這個名詞的時候,Amazon的云計算產品AWS(Amazon Web Service)已經正式運作差不多4年了。因此,有人認為,Google對云計算的最大貢獻是為它起了個好名字,Amazon才是云計算的真正開拓者。
云計算是一個新名詞,卻不是一個新概念。云計算這個概念從互聯網誕生以來就一直存在。很久以前,人們就開始購買服務器存儲空間,然后把文件上傳到服務器存儲空間里保存,需要的時候再從服務器存儲空間里把文件下載下來。這和Dropbox或百度云的模式沒有本質上的區別,它們只是簡化了這一系列操作而已。
最簡單的云計算技術在網絡服務中已經隨處可見并為我們所熟知,比如搜尋引擎、網絡信箱等,使用者只要輸入簡單指令即可得到大量信息。而在未來的“云計算”的服務中,“云計算”就不僅僅是只做資料搜尋工作,還可以為用戶提供各種計算技術、數據分析等的服務。透過“云計算”,人們利用手邊的PC機和網絡就可以在數秒之內,處理數以千萬計甚至億計的信息,得到和“超級計算機”同樣強大效能的網絡服務,獲得更多、更復雜的信息計算的幫助。比如分析DNA的結構、基因圖譜排序、解析癌癥細胞等等。就普通百姓常用而言,在云計算下,未來的手機、GPS等行動裝置都可以發展出花樣翻新、目不暇接的各色應用服務。
全球著名市場咨詢機構國際數據公司(IDC)的《制造業視野》(IDC Manufacturing Insights)最新研究報告指出:制造企業將“移動”及“云計算”列為供應鏈四大新興技術中最重要的兩項。
云計算的特點
云計算是通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業數據中心的運行將與互聯網更相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統。
好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通,就像煤氣、水電一樣,取用方便,費用低廉。最大的不同在于,它是通過互聯網進行傳輸的。
被普遍接受的云計算特點如下:
1.超大規模
“云”具有相當的規模,Google云計算已經擁有100多萬臺服務器, Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業私有云一般擁有數百上千臺服務器。“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。
2.虛擬化
云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”,而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行,但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具置。只需要一臺筆記本電腦或者一部手機,就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切,甚至包括超級計算這樣的任務。
3.高可靠性
“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性,使用云計算比使用本地計算機可靠。
4.通用性
云計算不針對特定的應用,在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用,同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。
5.高可擴展性
“云”的規模可以動態伸縮,滿足應用和用戶規模增長的需要。
6.按需服務
“云”是一個龐大的資源池,你可按需購買;云可以像自來水、電、煤氣那樣計費。
7.極其廉價
由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云,“云”的自動化集中式管理使大量企業無需負擔日益高昂的數據中心管理成本,“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升,因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢,經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。
8.潛在危險性
云計算服務除了提供計算服務外,還必然提供了存儲服務。但是云計算服務當前壟斷在私人機構(企業)手中,而他們僅僅能夠提供商業信用。對于政府機構、商業機構(特別像銀行這樣持有敏感數據的商業機構)對于選擇云計算服務應保持足夠的警惕。一旦商業用戶大規模使用私人機構提供的云計算服務,無論其技術優勢有多強,都不可避免地讓這些私人機構以“數據(信息)”的重要性挾制整個社會。對于信息社會而言,“信息”是至關重要的。另一方面,云計算中的數據對于數據所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的,但是對于提供云計算的商業機構而言確實毫無秘密可言。所有這些潛在的危險,是商業機構和政府機構選擇云計算服務、特別是國外機構提供的云計算服務時,不得不考慮的一個重要的前提。
公共云和私有云
簡單來說,云服務可以將企業所需的軟硬件、資料都放到網絡上,在任何時間、地點,使用不同的IT設備互相連接,實現數據存取、運算等目的。當前,常見的云服務有公共云(Public Cloud)與私有云(Private Cloud)兩種。
公共云是最基礎的服務,多個客戶可共享一個服務提供商的系統資源,他們毋須架設任何設備及配備管理人員,便可享有專業的IT服務,這對于一般創業者、中小企來說,無疑是一個降低成本的好方法。公共云還可細分為3個類別,包括Software-as-a-Service, SaaS(軟件即服務)、Platform-as-a-Service, PaaS(平臺即服務)及Infrastructure-as-a-Service, IaaS(基礎設施即服務)。
我們平日常用的Gmail、Hotmail、網上相冊都屬于SaaS的一種,主要以單一網絡軟件為主導;至于PaaS則以服務形式提供應用開發、部署平臺,加快用戶自行編寫CRM、ERP等系統的時間,用戶必須具備豐富的IT知識。
上述公共云服務成本較低,但使用靈活度有不足,不滿足這種服務模式的中小企業,不妨考慮“IaaS” 的IT資源管理模式。IaaS架構主要通過虛擬化技術與云服務結合,直接提升整個IT系統的運作能力。IaaS讓企業可以自由選擇使用那些軟、硬件及服務,中小企業都可根據行業的需要、發展規模,建設最適合自己的IT基建系統。
這種服務模式能為中小企業帶來多重優勢,其一、他們不必配備花費龐大的IT基建設備,卻可享受同樣專業的服務;其二、管理層可根據業務發展的規模、需求,調配所需的服務組合;其三、當有新技術出現時,企業可隨時向服務提供商提出升級要求,不必為增加硬件而煩惱;其四、IaaS服務提供商擁有專業的顧問團隊,中小企業可免卻系統管理、IT支持方面的支出。
公共云服務提供商需遵守行業法規,但是大企業(如金融、保險行業)為了兼顧行業、客戶私隱,不可能將重要數據存放到公共網絡上,故傾向于架設私有云端網絡。
私有云的運作形式,與公共云類似。然而,架設私有云卻是一項重大投資,企業需自行設計數據中心、網絡、存儲設備,并且擁有專業的顧問團隊。企業管理層必須充分考慮使用私有云的必要性,以及是否擁有足夠資源來確保私有云正常運作。
與公有云相比,私有云的特點是:安全,私有云的服務對象被限制在企業內部,因此私有云的建設、運營和使用都是在企業內部完成,對外不提供公開接口,因此會相對安全。成本固定,云環境中通常是根據每單元存儲收費的。用戶只需根據服務水平協議對實際使用的部分付費,而不是根據分配的空間或者某一個標準。可用性,在用戶需要的時候,空間需要能夠被及時分配,并且要求能在使用完后及時地收回。服務質量,需要有詳細的服務水平描述并嚴格參照執行。可衡量的標準可以用于定義用戶能得到怎樣的響應時間、恢復時間以及活動時間的支持。
云計算的價值挖掘
云計算和物聯網如今已是IT業界的兩大焦點,它們有很大的區別,但同時也有著千絲萬縷的聯系――物聯網通過數量驚人的傳感器采集到難以計數的數據量,而云計算可以對這些海量數據進行智能處理。可以說,云計算是物聯網發展的基石,而物聯網又是云計算最大的用戶,二者的融合可謂珠聯璧合,相輔相成。在大數據時代,云計算融合物聯網將進一步推動數據價值的挖掘,促進產業爆發。
1.各方加速圈地云計算
云計算作為改變全球信息產業競爭格局的重要手段蘊藏著巨大的戰略價值和產業機遇已經成為共識。據市場研究機構IDC預測,未來4年全球云計算服務市場平均每年將增長26%,具體到中國市場,2014年我國云計算服務市場規模達到11億美元,未來將以接近45%的年復合增長率增長。
業界普遍認為,云計算的快速發展有望成為第三次技術革命浪潮中最具創造性的大事件。由此,電信運營商、互聯網企業、通信設備商以及軟件廠商等產業鏈各方紛紛加速跑馬圈地。
2.物聯網成云計算最大“用戶”
這是一個大數據的時代,尤其是物聯網將成萬上億計的網絡傳感器嵌入到現實世界的各種設備中,如移動電話、智能電表、汽車和工業機器等,用來感知、創造并交換數據,無處不在的傳感網絡帶來了大量的數據,這些數據正日益成為與實物資本和人力資源同等重要的生產要素。
與此同時,云計算為物聯網所產生的海量數據提供了很好的存儲空間,并使得實時在線處理成為可能。特別是云計算概念衍生出新的概念――云存儲,可以通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能,將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作,共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。
3.云計算融合物聯網推動數據價值挖掘
云計算是物聯網發展的基石,而物聯網又促進著云計算的發展,在大數據時代,二者的融合發展必然能推動數據價值進一步顯現。
【關鍵詞】 物聯網; 大數據; 會計云計算
物聯網不僅僅是人機物三元世界之間的“互聯互通”,關鍵還是人機物三者之間智能自動化的“交互與協同”。在《基于物聯網中“智能物件”的智能化及其機制分析》主要介紹物聯網中“感知層”物件的智能化,假如把物聯網比做一個人,那“智能物件”的智能化就是手腳的智能化。而物聯網中的云計算則是物聯網中腦的智能化。當前,物聯網與云計算一起被《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》列為“戰略性新興產業”。云計算只有與物聯網有機結合,才能夠推動“信息化和工業化深度融合”。本文著重討論物聯網云計算中核心數據——會計數據的采集、分析與應用——會計云計算的相關內容。
一、會計云計算:物聯網發展之會計大數據處理的必然
(一)物聯網發展產生會計大數據
隨著物智能化和物與網絡的聯接,不僅人的行為會產生大量的數據,而且物的行為也產生區量的數據。這個數據不僅僅是數字數據等結構化數據,而且包括聲音、圖像等非結構化的數據。這些會計大數據除了具有一般說的大數據的3個“V”的特征外,它還具有無形性與粘性的特征。
1.數據數量規模大(Volume)。物聯網下產生的數據數量規模大,它已經不是過去大規模數據(large scale data)、龐大數據(enormous data)、海量數據(massive data)所能夠描述的,而應該是用大數據(big data)來概括。數據規模不是用GB、TB為單位而是用PB①為單位來衡量。
2.數據異構的數據(Variety)。物聯網下產生數據不僅包括數字這樣結構化的數據,而且主要包括聲音、圖像等非結構化的數據。這些數據因為業務事件的關聯性,從而導致結構化數據與非結構數據更加復雜,不好處理。
3.數據產生與處理實時性(Velocity)。物聯網條件下數據的產生與處理一般需要實時處理。傳統數據對時間處理要求不高,但是,物聯網下物的行為、與人的行為一般都要求在當下完成。因此,數據的產生與處理要具有實時性。
4.會計數據的無形性與粘性。當前物聯網上企業采集、傳輸、處理的數字信息主要是非價值的數量信息。這些數據可以直接被感應器所感知,從而容易被傳播;而會計數據是無形的數據,它不能夠被感應器所感知。同時,會計數據是直接粘合在業務數據之中,不能夠脫離業務數據而存在,脫離了業務數據就失去意義。因此,會計數據具有無形性與粘性。
(二)會計大數據的處理問題:物聯網發展必須解決的問題
如果說石油是工業社會的血液,那么在物聯網帶來的信息化社會中,數據就是信息社會中的血液,沒有數據就沒有信息。但是大量的大數據如果沒有得到有效的利用,就會產生數據的泛濫。這也是在信息化過程中人們經常提到的數據或信息超載。大量優質的數據和劣質數據融合在一起,可能會產生各種各樣的誤差和錯誤。如果這個數據不準確就沒有任何價值。如何保證數據的可信性和質量就是物聯網需要解決的首要問題。其次,物聯網中產生大量的數據,如何對這些大數據進行智能的挖掘和分析,產生真正的數據價值是物聯網需要解決的核心問題。最后,如何對由于物聯網所產生的大量的大數據進行存儲和管理,并確保這些大數據的安全,是物聯網下需要解決的基礎問題。
(三)傳統信息化模式不能夠低成本、有效解決會計大數據處理的問題
推行物聯網,構建智慧地球,不是簡單地將實物與互聯網進行連接,不是“鼠標”加“水泥”的數字化和信息化,而是需要“更透徹的感知、更全面的互聯互通、更深入的智能化”。其中,更深入的智能化是需要深入分析收集到的數據,以獲取更加新穎、系統且全面的洞察力來解決特定的問題。
會計大數據的實時信息獲取和全面的信息分析需要企業擁有集中大數據計算處理能力、大數據存儲能力和大數據交互處理能力。依據傳統企業信息化模式,企業必須購置大量的數據存儲服務器、計算機、雇傭專業技術人員等,這一方面需要一次性投入大量的資金;另一方面,企業還由于不具備專業化能力而無法有效對會計大數據進行實時信息獲取和全面的信息分析,獲取處理會計大數據的價值。
因此,基于上述分析,企業更經濟、更便捷、更快速地利用會計大數據的方案就是購買會計云計算的服務。
二、會計云計算:基于技術角度與商業模式的統一體
(一)會計云計算的概念
物聯網下人機物管理控制是基于信息為核心的智能控制。由于會計大數據上面的特征所帶來的利用傳統數據處理條件與技術的困難,會計大數據處理必須應用會計云計算的模式。當前,關于云計算是眾說紛紜,沒有一致的概念。美國國家標準技術研究所(NIST)的定義是,云計算是一種對IT資源的使用模式,是對共享的可配置的計算資源(如網絡、服務器、存儲、應用和服務)提供無所不在的、方便的、可隨需的網絡訪問。資源的使用和釋放可以快速進行,不需要多少管理代價。我國電子學會云計算專家委員會認為,云計算是一種基于互聯網的、大眾參與的計算模式,其計算資源(計算能力、存儲能力、交互能力)是動態、可伸縮且被虛擬化的,以服務的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式,有利于合理配置計算資源并提高其利用率,促進節能減排,實現綠色計算。總之,會計云計算是云計算的一個組成部分。理解會計云計算也與云計算一樣,可以從技術與商業兩個角度進行把握。
關鍵詞:物聯網;智慧圖書館;RFID技術;智慧服務
中圖分類號:G250.7 文獻標識碼:A
收錄日期:2014年10月30日
一、物聯網概況
(一)物聯網的概念、涵義。物聯網在網絡科技、信息科技日益發達的今天,已經從一個外來概念演變成一個“中國制造”概念,覆蓋了我國城市建設、功能建設的方方面面。它最早通過RFID也就是射頻識別技術、紅外線感應技術、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按照約定的協議,把互聯網和任何物品相聯接,實現信息的交換和通訊,在此基礎上智能化識別、定位、跟蹤、監控以及管理的一種網絡。美國于1999年召開的移動計算機和網絡國際會議上最早提出了物聯網概念,直至2005年11月國際電信聯盟才正式確認了物聯網概念。
(二)物聯網的特點、功能
1、感應的全面化。利用先進的設備儀器和發達的高科技手段,如RFID、GPS、傳感器等用于物體,對物體進行信息的感知、采集和分析,使聯網的每一個物體都可以搜尋到源地址、源信息,以通訊、聯網的手段達到對每一物件形成可控制的目標。
2、傳送的安全性。在物聯網構筑中,RFID標簽里儲存著規范且具有傳遞性的信息,將物體信息編碼接入信息網絡,根據用戶需求進行安全的信息獲取或共享,將物品進行識別定位,然后傳送到指定端口。
3、處理的智能化。現代的智能計算機處理信息的技術,利用云計算、模糊搜索與識別來進行海量的數據信息分析處理,基本上達到了人與人、物與物、人與物的識別溝通,對不計其數的物品全面實施動態掌握,在決策和控制上完全智能化。
二、物聯網在圖書館的發展與應用
(一)在物聯網網絡中,RFID技術能夠讓物品主動現身、主動介紹自己,完成物品間的自動交流,其本質就是利用射頻自動識別技術和模糊搜索信息互聯共享。在圖書館的應用過程中,物聯網對文獻信息搜集獲取準確、全面,針對用戶進行的導航性模糊型搜索進而進一步跟進達到個性化需求,及時高效地滿足用戶。
(二)在國外,物聯網在圖書館已有多年應用經驗,我國于2006年在集美大學成功應用。在采用DILAS系統和RFID技術集成化系統后,文獻信息在采編、流通、典藏和用戶管理方面,開發了文獻定位導航、架位標識和智能盤點車。2006年自助借還機的投入使用,讓圖書館自動化服務模式得到了大范圍延伸,目前地方社會圖書館以及高校圖書館徹底打破傳統閉架――半開放――開放服務模式,對圖書館采取大流通服務管理模式,RFID技術成為最強大的技術支持。
三、智慧圖書館的概念、特點
智慧圖書館是智能館舍、物聯網、數據海、云計算、智慧化設備的綜合,它必須通過物聯網來實現智慧化管理和智慧化服務。它利用物聯網技術將圖書館建筑、設備、信息文獻、關聯用戶彼此連接構成圖書館物聯網,為圖書館工作人員提供一個能夠相互感知,并且對感知數據進行分析處理的管理控制平臺。它有存儲資源巨量化、互動實時化、資源共享無界化等特點。
四、智慧圖書館的智能化應用
當前,圖書館采用的專網專用的RFID技術,在物聯網應用上屬于初期階段。今后物聯網發展方向將把智能型向融合型、泛在型靠攏,構筑一個超強的RFID與WEB聯合網絡體系。
(一)規范文獻的標識度。物聯網RFID技術能夠在海量文獻里區別單一文獻,并且對單一文獻進行編碼以供識別。在對單一文獻進行篩選識別、跟蹤訪問、控制管理的同時,也可批量監測類似文獻,做到多文獻共進讀取、單一文獻識別,使個體文獻的標識做到唯一性。在圖書館的應用上具有典藏精準、查找便捷、合理排架,數據即時備份又可支持多機器同時盤點,在無網絡情況下也支持離線工作。
(二)全面、及時獲取文獻的動態信息。智慧圖書館的管理內容龐大而又全面,包括用戶群分析、用戶需求分析、數據及數據交換分析,以用戶為中心,以用戶需求為服務目的。當用戶提出個性化需求時,任何一個裝有RFID讀寫器的終端,都可以通過互聯網實現對文獻信息的實時監控、即時獲取,RFID技術的支持,使圖書館在采集信息時,精準、高效,能夠吸引更多用戶。
(三)圖書館大流通管理模式的技術支持。RFID技術是利用射頻信號進行非接觸雙向通信,完成數據交換,對靜態或移動的信息文獻作出自動辨識,圖書館利用物聯網自助借還文獻的設備,實現用戶的自助借閱與查詢。RFID構筑中,將流通中的不同文獻進行分層分級編碼,對文獻的靜態與動態實時監控,在讀寫器掃描范圍內,批量文獻信息迅速傳回數據庫,分配清單與核對結果得到快速分級處理。
五、智慧服務
(一)圖書館模式在經歷了傳統型、數字型到如今的智慧型,圖書館的服務也相應上升到智慧服務。智慧服務的特征是以知識的運用能力為主導,知識的創造為基礎,服務對象定義為知識團隊。
(二)智慧圖書館是高于數字圖書館的智慧共同體,智慧與服務是相輔相成的,智慧的程度制約了服務的效果;反過來,服務的內容與服務工具都離不開智慧的支持。圖書館是信息的儲備中心,它的屬性就是為文化、教育和科研服務。用戶通過圖書館搜尋信息,在這個過程中又會創造出新的知識文化,利用新的文化知識時又會產生新的問題。圖書館的智慧服務是在創造與創新并生的情況下,形成增值的知識產品,并且將知識轉化為生產力服務社會。
(三)圖書館是一個服務機構,智慧服務的成敗取決于圖書館館員的智慧。智慧圖書館的一個重要組成部分就是技術硬件,這由圖書館館員來操控,圖書館館員是智慧圖書館的第一梯隊,智慧館員的專業知識、工作狀態、多元化思維及創新能力在多方面促進智慧服務。
(四)智慧服務帶來了創新思維,來源于歐洲的Human Library模式,它采用真人借閱方式,在這種服務模式里,借出的不是書而是真人,他們的年齡、性別以及文化背景各不相同,可以是知名專家學者,也可以是具有專業技能的特長人才,用戶可以與他們溝通交流,獲取需要的信息知識。在國內,從2008年開始,各地圖書館陸續開展了Human Library借閱活動,這不僅僅是一種借閱活動,更是一種嶄新的服務模式。
六、結束語
在發展產業中國、智慧中國的今天,一個嶄新的“物聯網”和“云計算”的智慧互聯網時代,“智慧中國”將把任何智能技術應用到社會各個方面。物聯網造就的智慧圖書館作為其中的一個環節,是計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次產業革命,圖書館的決策層和管理者,將把智慧圖書館建設以及智慧服務推向一個新的高度。
主要參考文獻:
[1]韓麗.物聯網環境下智慧圖書館的特點、發展現狀及前景展望[J].現代情報,2012.5.
關于大數據的議題,雖然早在1980年托夫勒的《第三次浪潮》中就有所提及,但在2011年前,關于大數據的討論基本局限于計算機技術領域內部,影響范圍相對較小。2011年5月,在EMC與IDC合作進行“數字宇宙”研究5年之后,正式提出了“大數據”的概念。同年6月,IBM、麥肯錫等眾多國外機構相關研究報告,積極跟進大數據概念的推廣。2012年3月美國奧巴馬政府“大數據研究和發展倡議”,希望增強收集海量數據、分析萃取信息的能力,把大數據上升到了國家戰略的層面。大數據逐漸引起廣泛關注。
IT領域從來不缺乏新概念,近幾年關于“物聯網”、“云計算”、“智慧地球”等概念都曾引起了廣泛關注,并在實體經濟中引發了投資熱潮。這一次“大數據”概念的提出,有何重要意義?與前幾次相關概念的提出有何聯系和區別?
大數據概念的內涵
1.大數據的來源。以更快的速度、更強的處理能力進行數據計算一直是IT領域技術創新的重要目標。從1946年第一臺數字計算機發明以來,數據的體量和復雜性在絕大部分時間內一直是超越計算機處理能力的。一方面,技術的發展使人類能夠逐漸地數字化各種事物,從數據、文字、圖片、到聲頻、視頻。數據采集、存儲、擴散等的技術不斷發展,使全面記錄人與自然界各種現象的“泛在存儲”成為可能。另一方面,計算機和網絡的發展為人類開辟了一種前所未有的生活方式,拓展了人們的活動空間和范圍,產生了大量新的數據。尤其是近年來移動通訊和物聯網的迅猛發展,遍布于物理世界的移動設備、RFID、無線傳感器等無時無刻不在產生數據,數以億計的互聯網用戶也隨時產生巨量的數據交互,構成了大數據的重要來源。另外,科學研究項目也在產生海量數據,例如歐洲大型強子對撞機每秒產生約700兆數據流,每年的試驗數據達到1.5TB;全球醫院每年僅醫學成像數據可達20TB。
從數據類型來看,全世界結構化數據增長率大概是32%,而非結構化數據增長率則是63%。估計在2012年全球非結構化數據約占有互聯網數據量的75%以上。目前階段,對關系數據庫中的結構化數據我們有相對較強的分析能力,結構化數據多年來也一直主導著IT應用,但在分層數據、文檔、電子郵件、圖像、音頻、視頻、商業及金融交易等非結構化數據所占比例越來越大的趨勢下,數據的增長速度和數據類型的變化速度與計算機處理能力的差距愈發明顯,如何挖掘傳統技術難以發現的知識,成為重要的技術挑戰。
2.大數據概念的相對性。從數據體量的絕對性觀察,用計算機數據存儲和運算的單位字節(Byte)來衡量,以1024為乘數,衡量單位依次躍升為:KB,MB,GB,TB,PB,EB,ZB,YB。2010年,全球數據量達到ZB級別,為1.2ZB,未來全球數據增速將會維持,預計到2020年全球數據量將達到35ZB。在當前階段,麥肯錫認為處理量在TB級別的數據可稱為大數據,IDC認為多個數據的集合有可能達到PB級的數據儲量為大數據。按照IDC預測的全球數據量大約每兩年翻一番的速度標準,我們不妨把眼光放在更遠的未來,當人類在20余年后產生的數據總量越過ZB級,以其可猜想的數據處理能力,當前TB、PB級別的數據就難以稱之為“大”數據了。所以大數據的“大”字帶有階段主觀性。
大部分大數據的定義,其描述的重點都是數據規模的相對性。麥肯錫把大數據描述為“無法在一定時間內用傳統數據庫軟件工具對其內容進行抓取、管理和處理的數據集合”,強調的是獲取大數據價值的技術可行性;Gartner將大數據定義為“大數據是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產”;強調發掘大數據價值的創新性;IDC定義大數據為“為了更為經濟的從高頻率獲取的、大容量的、不同結構和類型的數據中獲取價值,而設計的新一代架構和技術。人們并用它來描述和定義信息爆炸時代產生的海量數據,并命名與之相關的技術發展與創新”,強調大數據作為一項系統工程所覆蓋的范圍。從相對概念上講,大數據的“大”是指在信息化發展的當前階段,傳統文件系統、關系數據庫、并行處理等技術無法有效處理的極大規模數據或極限計算。我們需要新的能力來通過海量數據的交換、整合和分析,發現新的知識和創造新的價值。
3.大數據概念出現的必然性。理解當前階段出現的大數據概念,需要結合互聯網及物聯網發展的歷程進行分析。自上世紀90年代網絡向公眾開放,互聯網從初期的簡單聯系平臺,過渡到瀏覽平臺,目前成為交互平臺和工作平臺,并正向著智慧平臺邁進。在向智慧平臺邁進的過程中,“物聯網”、“云計算”、“智慧地球”三個概念的提出對“大數據”概念的出現有著重要意義。
物聯網是通過射頻識別、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,把任何物品與互聯網連接,進行信息交換和處理,達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的,實現人與人、人與物、物與物之間的信息交互和無縫鏈接。如果說在物聯網提出之前互聯網著重解決的是人與人的信息溝通問題,物聯網則是通過人與人、人與物、物與物的相聯,解決的是人與世界的信息溝通問題,是互聯網的延伸和拓展。
云計算是一種基于互聯網的分布式計算技術,通過這種方式,共享的軟硬件資源和信息按需提供給聯網的計算機和其他設備來達到分散處理量的目的,可以在短時間內完成海量信息的處理。人類一方面通過高性能計算機的發展來達到更高的處理速度,另一方面通過計算方式的優化,形成更高的處理能力,以應對物聯網等產生的海量數據。
“智慧地球”是IBM提出的概念。雖然在技術層面和安全層面可能還有所爭論,但在戰略層面已經得到國際間廣泛的認可。“智慧地球”的主要推動力來自三個方面:一是“更透徹的感知”,即通過物聯網實現物質世界的數據化;二是“更全面的互聯互通”,即實現“物聯網”與“互聯網”的融合,實現人類社會與物質世界的整合;三是“更深入的智能化”,即通過云計算和超級計算機等先進技術,對感知的海量數據進行分析處理,以便做出正確的行動決策,使個人、企業、組織、政府、自然系統和人造系統的交互方式更具智慧。智慧地球的本質是建立在物聯網上基礎上的更加智能的數字化世界,云計算是這個數字化世界運行的重要方式。物聯網產生大數據,云計算處理大數據,智慧地球是大數據處理要達成的目標,從這個意義上說,大數據概念的出現是物聯網、云計算及智慧地球等概念發展的必然結果。
大數據可能的影響
1.行業發展層面。正在生成的海量異構數據中可能蘊含著目前尚未被認識到的全新知識。企業如果能在這些非結構化數據中挖掘出新的知識并與業務融合,不但其決策的依據將會更加全面和準確,而且有可能形成新的核心競爭力,進而在生產模式、商業模式、管理模式等方面發生深刻變革。
目前階段,可能從大數據發展直接受益的行業主要是一些數據集中應用型企業。例如,金融行業的信息化程度高,數據量大且管理集中,為大數據的分析與利用提供了良好的基礎。通過對客戶行為的大數據分析,可以實現營銷活動的快速反應,并為金融機構實現服務創新提供支撐;在電信行業,由于無線上網和智能手機的推廣,數據量呈現爆炸性增長,同時電信業市場飽和度高、產品服務同質化明顯,運營商有可能從大數據中獲取新的知識以突破競爭現狀。在醫療行業,通過數據支持的療效比較、臨床決策支持系統、醫療數據的透明化、患者遠程監測及患者數據支持的高級病癥分析工具,可以極大地提高醫療體系效率和輔助產生更有效的醫療模式及管理政策。在零售業,市場占有率的提高依賴于高水平的客戶服務和良好的購物體驗,以及有效的商品物流體系。對大數據的分析可以使零售商實時掌握市場動態并快速做出反應,生產廠商也可以通過對市場動態的快速反應改變產品策略。能源、交通等行業也是目前階段可能直接受益于大數據趨勢的行業。
2.思維方式層面。大數據的產業鏈主要有三個層面,第一層是數據層,主要是數據的采集、存儲、傳輸、擴散;第二層是信息層,把數據背景融入數據,形成價值密度更高的信息;第三層是知識層,在信息基礎上進行提煉,形成有價值的知識。“更高的洞察力和決策力”是大數據應用的核心目標,但僅有知識,是達不成這一目標的。相同的數據可以產生相同的知識,但相同的知識被不同的人認知和使用,可以形成不同的智慧。在目前大數據的發展階段,人仍舊是形成智慧的決定性因素。
但大數據也在改變著產生智慧的基礎。舍恩伯格 和 庫克耶 (2012)提出了大數據時代三個重要的思維方式轉變,代表了當前對大數據思維的基本認識:一是從滿足于樣本數據到使用全體數據;二是從追求精確性到容忍混雜性;三是從關注因果關系到關注相關關系。使用樣本數據,注重精確性,探尋事物、現象間的因果關系是現代科學研究的基本思維,所以舍恩伯格 和 庫克耶提出的這些思維方式轉變,引起了一定程度上的爭論。大數據的影響,與其說是要改變這些思維方式,不如說是拓展了我們探求知識的思維方式,在大數據時代背景下,我們可以用更寬泛的思維方式,來挖掘數據中隱含的知識。“互聯網重塑了人類交流的方式,大數據則不同:它標志著社會處理信息方式的變化。隨著時間的推移,大數據可能會改變我們思考世界的方式”(邱基爾和舍恩伯格,2013)。
3.智慧和戰略層面。在數據的產生和擴散歷程中,人類已經多次經歷過類似于數據大爆發的歷程。第一次是人類語言出現。語言的出現使數據具有了載體,并逐步形成了處理數據的邏輯框架。以語言對自然和人類社會的記錄開始得以記憶和流傳;第二次是文字的出現。文字克服了語言在時間和空間上的局限性,對自然和人類社會現象的記錄由此可以長時間留存和長距離轉移;第三次是印刷術的發明。印刷術大幅降低了人類知識的存儲成本和空間傳播和交流成本;第四次則是信息化。信息化在更大程度上消減了數據保存和擴散的成本,替代了知識的面對面交流和互動。鑒于信息技術消減知識傳播成本的巨大潛力,很多學者認為,世界將最終“變平”,距離不再是數據、信息及知識交流的障礙。以上四次數據的大爆發,都帶來了人類社會的巨大變革,究其根本原因,在于知識的存儲與傳播最終改變了人類的智慧。
自上世紀80年代“信息大爆炸”以來,數據一直在呈幾何級增長。面對急劇膨脹的數字化信息規模和種類,人們抱怨信息太多以至于無法發現有用的或真實的信息。一方面,數字化信息作為一種資源在總量上并不稀缺,并很容易復制和傳播;另一方面,對于個體來說,收集、處理、使用有價值信息的能力都是有限的。由此,數字化信息爆炸從一開始就對經濟社會發展模式提出了新的挑戰。信息膨脹從未停止并加速擴展,終于累積到了一個可能引發變革的程度: 數據的膨脹在“量”上引發混沌的同時,在“質”上可能開始顯現出秩序。這可能對社會發展和管理模式提出了新的挑戰,如何應對這種挑戰,需要新的智慧和戰略。
大數據產業發展中面臨的主要挑戰
1.技術層面。大數據在技術層面,要解決的是由于數據量、數據類型的快速增長,導致傳統技術不能滿足要求的問題。大數據產業的技術門檻較高,目前在該領域展開競爭的大都是在數據存儲、分析等領域有著傳統優勢的國際廠商。從2007年左右開始,IBM、SAP、微軟等國際巨頭開始系統收購數據處理公司,布局大數據產業,其投資態勢一直持續到目前。當前階段,大數據計算的發展主要有三個趨勢:分布式數據集群、高性能計算和大數據分析機。在計算機集群應對大數據計算中,以Google的MapReduce并行計算框架和分布式數據容錯存儲BigTable為核心的分布式計算機集群是應用最為普遍的。在雅虎等大公司的支持下,開源項目Hadooop已日趨成熟,衍生出應用于不同領域的分布式計算和存儲平臺,得到了廣泛應用。
中國在Hadoop分布式數據處理與計算機集群方面進行了一些有效的研究,初步建立了大規模運算平臺研發和實驗環境,但總體在數據處理方面仍舊缺乏核心技術。在高性能計算機研發的某些方面具有一定的領先地位,但整體與國際先進水平仍有差距。技術創新具有偶然事件的特點,并不總是沿著確定的軌道發展,未來還會涌現大量能夠處理大數據的工具和平臺。除了Hadoop的批量化處理方式之外,基于流數據處理的方式也有可能在實時數據分析應用中發揮作用,數據可視化技術也有可能迎來大發展。這些工具的發展又依賴于人工智能技術,比如語言處理、模式識別和機器學習等技術的發展,大數據計算技術的發展仍舊是一個系統工程。
2.政策層面。在構建數字化智慧平臺的過程中,近幾年“物聯網”、“云計算”、“智慧城市”等引發了我國各地的投資潮,出現了過熱的隱憂。例如自2010年云計算被列入國家戰略性新興產業后,國內許多地方政府在國家扶持資金支持下大批量購買服務器,之后則出現大量閑置,缺乏應用的云計算實際上變成了房地產。智慧城市的概念被提出后,全國數百個城市一哄而上,紛紛以自身的理解來建設“智慧城市”,有可能造成低水平重復建設和不能互通互聯的信息孤島。如果忽略思考這些概念的本質含義,和其技術進步方向究竟隱含著怎樣的市場和社會變革,而僅僅關注某一概念的建設能夠啟動多大的投資規模,迎來多大的市場機遇,最終把各種概念轉化為基建設施投資,在技術和戰略上只能跟隨概念的提出者而無法超越。要防止把大數據變成又一輪盲目投資的由頭。
國外特別是歐美地區由于網絡技術發展較早,技術領先,關于物聯網的研究相對較早,早在1995年,比爾•蓋茨就在其著作《未來之路》中提出物聯網的概念;2005年11月17日,在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上,國際電信聯盟了《互聯網報告2005:物聯網》,正式提出物聯網概念。對于物聯網技術之一——云計算,MichaelMiller在《云計算》一書中([美]MichaelMiller.云計算[M].姜進磊等譯.北京:機械工業出版社,2009)不僅向我們展示云計算的優勢,也深入剖析了云計算的不足。
2、國內研究現狀
國內關于物聯網的研究雖然起步晚,但國家非常重視,2009年8月7日,總理在江蘇無錫調研時,對微納傳感器研發中心予以高度關注,提出了把傳感網絡中心設在無錫、輻射全國的想法。指出“在傳感網發展中,要早一點謀劃未來,早一點攻破核心技術”,“在國家重大科技專項中,加快推進傳感網發展”,“盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫‘感知中國’中心”。寧煥生和張彥在他們的專著(寧煥生,張彥.RFID與物聯網:射頻、中間件、解析與服務[M].北京:電子工業出版社,2008)中詳細闡述RFID技術與物聯網的發展及應用,深入地介紹物聯網關鍵技術;鄒生,何新華指出物聯網中物流信息化的關鍵技術是發展的瓶頸(鄒生,何新華.物流信息化與物聯網建設[M].北京:電子工業出版社,2010),其中RFID技術的空中接口標準成為物聯網中又一技術風險;寧煥生,王炳輝的專著(寧煥生,王炳輝.RFID重大工程與國家物聯網[M].北京:機械工業出版社,2009)中也用相當的篇幅介紹物聯網的關鍵技術,如識別和碰撞問題,物聯網中間件等,其中也涵蓋了各技術隱含的風險。綜合國內外研究情況,因為物聯網正呈上升趨勢,所以針對物聯網定義、物聯網應用技術、物聯網發展空間的探討較多,主要向人們展示一個物物相聯的狀況,即怎樣聯,通過什么方式聯,取得何等成效等,但對物聯網構建中的風險管理研究相對較少,所以本文在各專家研究的基礎上,通過對各文獻的學習,從中引出物聯網構建中的風險,并對風險進行很好的管理和控制。
3、物聯網概述
3.1物聯網的概念
物聯網的概念是在1999年提出的。2005年11月17日,在突物聯網構建中的風險管理評析文/王小波尼斯舉行的信息社會世界峰會(WSIS)上,國際電信聯盟(ITU)了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,正式提出了“物聯網”的概念。把所有物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。“物聯網”概念的問世,打破了之前的傳統思維。鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統一的基礎設施,在此意義上,基礎設施更像是一塊新的地球工地,世界的運轉就在它上面進行,其中包括經濟管理、生產運行、社會管理乃至個人生活。
3.2物聯網的發展
從1995年克林頓提出“信息高速公路”到2008年IBM提出“智慧的地球”,物聯網在諸多新興產業的驅動下逐步被大家認識、重視、發展、應用。我國從2009年溫總理考察無錫物聯網工程到十提出的繼續發展規劃,體現了我國對物聯網的重視度超過歐美等地區。射頻技術、無線通信網絡、云計算、傳感器與傳感網等給物聯網的發展提供了先進的技術背景;互聯網及無線網的普及、網民的增加等為物聯網提供了良好的社會背景。當前,物聯網正以應有的速度向前發展著,相信它會帶給我們一個全新的應用。
3.3物聯網的應用
物聯網的應用離不開物流行業的支持,物聯網在物流領域的應用即可以覆蓋現代物流的全過程,在此基礎上,物聯網應用涉及農業、林業、環保、水利等,在家庭生活中的應用體現在你發個短信,家里的燈就可以關,熱水器就開始燒水,下雨了,發個短信,衣服即可以自動收進物檐因此,物聯網應用涉及各個領域,它為我們提供了服務以及對物理世界的控制。
4、物聯網構建存在的風險
4.1技術風險
物聯網的技術風險主要表現在三個層次:感知層、網絡層和應用層。感知層所涉及的技術主要有RFID技術、無線傳感器、物聯網終端等。無線傳感會受到阻塞、耗盡攻擊、非公平競爭、黑洞等的攻擊。生物識別技術,雖然具有唯一性和相對較高的安全性,但隨著生物特征盜取技術的提升,尤其是遠距讀取即非接觸式指紋的出現,使得該項技術面臨更多的安全隱患。物聯網核心網中最重要的最常見的是IP網絡。雖然IPV6地址空間大和無狀態地址自動配置使數量多的傳感器結點能方便地接入各種網絡,但鑒于報文長度和結點能量等方面的限制,使得標準的IPV6報文傳輸無法直接用于IEEE802.15.4網絡。IPV6也存在報文長度限制。其中的傳感網包含傳感和寬帶兩部分,普通的寬帶網絡容易受電磁干擾,尤其對于操作環境復雜工業網絡而言,安全性得不到更好的保障。應用層的風險主要有非授權訪問數據、完整性破壞及拒絕服務等。
4.2個人隱私風險
物聯網,顧名思義物物相連,地球村的建設不能再采取物理隔離等手段進行人為的干預信息的交換,對于個人或國家沒有任何機密可言,而且會因為技術的不均等使得安全問題不對等,個人隱私相對互聯網時代更容易外泄,所受的威脅也會更大。個人的很多物件都可以被嵌入芯片,芯片細小且不易被肉眼看見,而且他們又是電子傳感器,個人的一舉一動都可能被盡收眼底。隨著新型傳感器技術的不斷更新,可以想象,未來物聯網廣泛應用以后,不管個人走到哪里,位置信息都能被精確地記錄下來,個人隱私被窺探及泄露的可能性增大。臺千金小姐白曉紅潛入英國妓院作臥底采訪用的就是暗藏攝影機的眼鏡。
4.3公司人員風險
公司的核心資料如最新研發成果,客戶資料等一直是公司的生命線。物聯網時代的到來除了對個人隱私產生威脅,對公司的數據同樣存在威脅,其中的公司員工對公司數據的保密性起到至關重要的作用。員工選用不當會讓其通過技術上的處理竊取公司數據,如通過偽IP的方式進行攻擊等從而給公司造成損失。
5、解決策略
5.1技術上的完善
RFID技術上出現的風險通常采用物理機制、密碼機制或二者結合的方式解決;對付無線傳感器的風險一般從物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層及應用層各個層次依次展開,和用戶聯系緊密的是應用層,在這個層次主要通過加密、消息鑒別、認證、安全定位等策略展開。M2M連接的機器是通過無線或有線通信網絡實現通信,為了保障連接的暢通性,需要避免網絡突然中斷,有效防止信號傳輸丟失等;物聯網中的信息共享也是物物相連的必備條件,在信息共享過程中實現信息傳遞的準確性、完整性也是非常重要的,各種異構網絡和協議也要能保障各種海量數據準確無誤的傳遞。因為不同傳感器捕獲的信息內容不同,同時需要智能處理,因此利用云計算和模式處理能增加其準確性。
5.2個人隱私權的安全防范
個人領域存在和公共領域的劃分很重要,個人隱私對他人應屏蔽,需加強保護。同時設計私人退出物聯網的相應機制,以便保證個人有足夠能力隨時和方便地退出,尤其要重視技術對退出的保障即物聯網研究從一開始就要重視退出技術的研究。個人使用智能手機進行定位時一定不希望別人借機潛入系統內部,所以進行手機這項功能開發時需要加強此項功能。除了加強技術上的防范,也可學習西方國家保護隱私權的方案。首先加強法律條款,如家庭教育隱私權法、財務隱私權法等,其次考慮對應觸犯個人隱私的相關處罰,一旦出現侵犯個人隱私的行為給予嚴厲處罰。
5.3加強員工選用和管理
物聯網做到物物相連后,防范黑客攻擊固然重要,內部人員的選用和管理更重要。公司在選用人才時不僅要考慮其水平,更重要的是品質,所謂的寧選無才有德之人。公司在管理上也要做足功課,以防內部員工做出對公司不利的行為。
6、總結
關鍵詞 云計算;物聯網;融合發展
中圖分類號TP3
文獻標識碼A
文章編號1674-6708(2016)156-0076-02
1 物聯網概述
1.1 物聯網的基本定義
物聯網的相關概念是在如今互聯網的前提之下產生的,定義為:采用紅外線感應器、定位系統以及射頻識別技術等相關概念,結合擬定的約定協議,將相應的物品與互聯網建立有效的連接,并通過連接橋梁實現信息的及時交換,做到智能化識別與定位。也可以說,物聯網實際上是多種技術在網絡中實現的綜合應用,相互融合相互拓展。所以,物聯網不斷發展進步的重要核心思想就是應用創新,認識到物聯網發展的最高定位就是用戶的創新。
1.2 物聯網的實際意義
實現整個物聯網的相互連接,就像將地球看成擁有無限智慧并敢于變通的生命系統,通過更多的終端以及更多的組織,將整個生命系統相互連接。這一生命系統的誕生也讓人類擁有了更快的速度,以及更加靈活的自由度,任何地方的任何資源都可以利用這個系統實現有效的匯集以及整合。物聯網將新時展的IT技術巧妙的運用到多種行業中,可以將感應器直接嵌入到實際的電網、建筑、管道等物體中,并將產生的物聯網與互聯網相互整合,最終形成一體的網絡,功能最強大的就是中心計算機群,這一強大的功能能夠將設備與人員進行合理的分配,科學的管理,從而實現全智能化的管理模式,最終提高資源的利用率,不斷提高生產力水平,促進人與自然能夠和諧發展。
2 云計算概述
云計算(cloud computing)成功集合了分布處理、網格運算與并行處理。在大多數條件下,可將云計算看成計算機理念和技術在商業中的體現。利用云計算,可將計算按照一定原則分布在多個分布計算機中,改變了傳統單一依賴本地計算機與服務器的方式,這種方法可以使企業數據中心實際運行更類似于互聯網。通過云計算可提高企業的資源利用率,并可按照具體的需求,對分布計算機或者是儲存系統進行訪問。經過這樣的“改造”,抽象的計算機能力更像是一種商品,與水電、煤氣等十分相似,不僅方便快捷,而且價格低廉。只要切實加強研究與實踐,相信在不遠的將來,在面對超級運算時,僅需一部手機就可處理。
2.1 云計算主要特點
云計算可以提供一個安全可靠的儲存單元,用戶不必擔心數據失真、丟失與感染病毒。在實際應用中,用戶可將儲存數據的文檔保存在對應的網絡中,此時文檔會得到很好的保護,不會出現丟失與損壞等情況。這是因為在“云”的背后,有一個專業性最高的數據中心來保存這些數據。另外,依靠有效的權限管理,還可幫助用戶行使指定共享權力。
云計算對于用戶的硬件設備要求相對較低,實際使用也十分方便。云計算本身作為一種全面的服務平臺,它可為用戶提供的服務是多方面的。它可直接省略更新與安裝殺毒軟件的麻煩,僅需要擁有一臺可上網的計算機和一個自己認可的瀏覽器,即可享受到云服務所帶來的一切便利和樂趣。
云計算能很容易的完成數據共享,其數據具有一定同步性,在特定的模式當中,數據僅有一種類型,儲存于“云”的另外一邊,用戶使用終端設備與互聯網進行連接,即可在同一時間訪問或使用同一種數據。
云計算可以為用戶提供多種網絡使用可能,也可為數據的管理創建豐富的空間條件,并且還能提供十分強大的運算能力,單個設備所提供的能力是較為有限的,但將分布處理、網格運算與并行處理作為核心的云計算所擁有的潛力是不可預計的。
2.2 云計算和物聯網之間的關系
物聯網的發展離不開云計算的支持,云計算所能提供的所有功能對于物聯網都有著十分重要的作用。首先,想要實現物聯網,云計算是不可替代的核心,創建物聯網的重要基礎主要有3種,分別為電子元器件、信息傳輸通道與強大的處理能力;其次,云技術的出現和應用推動了物、互聯網間的智能融合。這二者的融合屬于較高等級的結合,需要更為透徹的理解、更具安全性的互聯與互通以及更為深化的智能性,必須得到強大處理能力的支持。與云計算相關的交付模式具有一定創新性,屬于簡化型的高端服務類型。切實強化物、互聯網間的融合,是實現模式創新,推動物聯網進一步發展的關鍵舉措。
3 云計算與物聯網實現融合中存在的問題
3.1 標準問題
由于當前各國對于物聯網所編制的標準存在很大差別,所以很難做到兼容。如果標準無法統一,那么物聯網僅限于每個國家,不能在世界范圍中實現互聯,這樣也就無法為各國的跨越性發展提供便利和支持。
3.2 安全問題
數據安全是網絡信息領域恒久不變的主題,云計算自然也不例外。對于云計算和物聯網而言,數據安全主要包括兩方面內容:其一要在技術和管理層面上保證數據的安全性;其二要使每一位用戶都能相信服務商可以提供良好的安全保障。除此之外,還需對容錯性、連續性等予以足夠的重視。
3.3 隱私保護問題
在云計算環境當中,所有用戶都處于開放空間。在此服務平臺中無論是接受服務還是提供服務,都存在一定暴露個人隱私的危險。若未對其給予足夠重視,將引發一連串問題。所以,加強隱私保護至關重要,是云計算面臨的主要挑戰之一。
4 云計算與物聯網的融合
云計算和物聯網各有各的優勢和特點,若能對二者進行融合,就可以十分容易的完成地球信息層面的智能化目標。在實際情況中,主要有以下3種融合模式。
4.1 單中心一多終端
這種模式主要適用在小范圍終端,比如手機、攝像頭與傳感設備等。它是將云中心作為核心來處理數據的,把由終端中獲取的數據向云中心傳輸,并進行處理,最后再由云中心創建操作界面,以供使用者查看和使用。
4.2 多中心一大量終端
這種模式主要適用在存在較大區域跨度的終端。
4.3 信息、應用分層處理一海量終端
這種模式是專門為具有使用范圍較廣、數據信息種類繁多、對于數據安全要求很高等要求的用戶提出的。就目前的趨勢來看,用戶對于數據處理方面的需求不斷增多,所以必須根據實際需求與具體分布進行合理化與科學化的資源分配。
云計算和物聯網的高水平融合,可為各級用戶提供更多、更便利、更實惠的服務。還能使技術層面保持高度的一致性,保證網絡層可以實現互聯互通與無縫覆蓋,使業務層面更方便的運用相關協議,促進企業經營不斷向多樣化、個性化等方面發展,進而從本質上實現行業管制與國家政策的高度統一。